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JP3207892B2 - Magnetostrictive material and manufacturing method thereof - Google Patents
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JP3207892B2 - Magnetostrictive material and manufacturing method thereof - Google Patents

Magnetostrictive material and manufacturing method thereof

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JP3207892B2
JP3207892B2 JP29254491A JP29254491A JP3207892B2 JP 3207892 B2 JP3207892 B2 JP 3207892B2 JP 29254491 A JP29254491 A JP 29254491A JP 29254491 A JP29254491 A JP 29254491A JP 3207892 B2 JP3207892 B2 JP 3207892B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、磁歪材料、すなわち、
外部磁界を作用させたときに長さが変化する磁性材料
と、その製造方法とに関する。
The present invention relates to a magnetostrictive material,
The present invention relates to a magnetic material whose length changes when an external magnetic field is applied, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁性体に外部磁界を作用させると、磁性
体は伸びあるいは縮みを発生する。これを磁歪と称す
る。磁歪は、例えば、変位制御用あるいは駆動用アクチ
ュエータ、超音波発生用磁歪振動子、超音波遅延線、超
音波濾波器、可変周波数共振器、各種センサ等に応用さ
れている。
2. Description of the Related Art When an external magnetic field is applied to a magnetic body, the magnetic body expands or contracts. This is called magnetostriction. Magnetostriction is applied to, for example, displacement control or drive actuators, magnetostrictive vibrators for generating ultrasonic waves, ultrasonic delay lines, ultrasonic filters, variable frequency resonators, various sensors, and the like.

【0003】磁歪材料には、低磁界強度での高い磁歪
量、あるいは高い材質強度等が目的・用途に応じて求め
られ、耐食性に優れている必要もある。従来知られてい
る磁歪材料で常温での飽和磁歪量が300×10-6以上
であるものとしては、
[0003] Magnetostrictive materials are required to have a high amount of magnetostriction at a low magnetic field strength or a high material strength according to the purpose and application, and are required to have excellent corrosion resistance. As a conventionally known magnetostrictive material having a saturation magnetostriction at room temperature of 300 × 10 −6 or more,

【0004】(i) 鉄と希土類元素(Tb、Sm、Dy、
Ho、Er、Tm)との合金(米国特許第4,375,
372号明細書、同第4、152、178号明細書、同
第3,949,351号明細書、同第4,308,47
4号明細書等)、
(I) Iron and rare earth elements (Tb, Sm, Dy,
Alloys with Ho, Er, Tm) (U.S. Pat.
No. 372, No. 4, 152, 178, No. 3,949,351, No. 4,308, 47
No. 4 specification),

【0005】(ii)鉄族元素およびMnと、Tb、Smと
の合金(米国特許第4,378,258号明細書)、 (iii) Ti、V、Cr、Mn、Ni、Cu、Nb、M
o、Ta、W、C、Si、Ge、Sn、B、In、L
a、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Eu、D
y、Ho、Er、Yb、Lu、Tmの1種以上と、Fe
とAlとCoとからなる磁歪材料、およびTi、V、C
r、Mn、Co、Ni、Cu、Nb、Mo、Ta、W、
C、Si、Ge、Sn、B、In、La、Ce、Pr、
Nd、Sm、Gd、Eu、Er、Yb、Lu、Tmの1
種以上と、TbとDyとHoとFeとからなる磁歪材料
(特開昭53−64798号公報)等が挙げられる。こ
れらの磁歪材料は、RFe2 ラーベス型金属間化合物と
呼ばれるFeと希土類元素Rとの金属間化合物、あるい
はこれらに遷移金属等の他の元素が添加されたものであ
り、ニッケルやフェライトなどの従来用いられている磁
歪材料よりも1桁から2桁も大きい飽和磁歪値λs を有
し、超磁歪材料と呼ばれている。
(Ii) alloys of iron group elements and Mn with Tb and Sm (US Pat. No. 4,378,258); (iii) Ti, V, Cr, Mn, Ni, Cu, Nb, M
o, Ta, W, C, Si, Ge, Sn, B, In, L
a, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Eu, D
y, Ho, Er, Yb, Lu, Tm, and at least one of Fe,
Material consisting of Al, Co and Ti, V, C
r, Mn, Co, Ni, Cu, Nb, Mo, Ta, W,
C, Si, Ge, Sn, B, In, La, Ce, Pr,
1 of Nd, Sm, Gd, Eu, Er, Yb, Lu, Tm
And a magnetostrictive material comprising Tb, Dy, Ho, and Fe (JP-A-53-64798). These magnetostrictive materials are an intermetallic compound of Fe and a rare earth element R called an RFe 2 Laves type intermetallic compound, or a material to which other elements such as a transition metal are added. It has a saturation magnetostriction value λs that is one to two orders of magnitude greater than the magnetostrictive material used and is called a giant magnetostrictive material.

【0006】RFe2 ラーベス型金属間化合物のうちT
bFe2 は、外部磁界強度が高いとき、例えば外部磁界
強度20〜25kOe 程度での磁歪量は大きいが、磁界強
度が低いときの磁歪量は十分ではない。このため、Tb
の一部をDyで置換した(Tb,Dy)Fe2 が、低磁
界強度での磁歪量を向上させた磁歪材料として汎用され
ている。また、SmFe2 は負磁歪材料として利用され
る。
Among the RFe 2 Laves type intermetallic compounds, T
bFe 2 has a large magnetostriction when the external magnetic field strength is high, for example, at an external magnetic field strength of about 20 to 25 kOe, but does not have a sufficient magnetostriction when the magnetic field strength is low. Therefore, Tb
(Tb, Dy) Fe 2 , in which a part of is replaced by Dy, is widely used as a magnetostrictive material having an improved magnetostriction at low magnetic field strength. SmFe 2 is used as a negative magnetostrictive material.

【0007】このような磁歪材料を利用した機器を屋外
にて用いる場合、使用温度範囲をかなり広く想定する必
要がある。例えば、磁歪を利用した機器は自動車用の種
々のバルブなどに適用されるが、この場合、150℃程
度の高温から零下50℃程度の低温までほぼリニアな動
作を保証する必要がある。しかし、(Tb,Dy)Fe
2 は温度特性が悪く、常温で最適なTbとDyの組成比
では、特に0℃以下の低温になると磁気異方性の変化が
生じるため、磁歪量が大幅に減少してしまう。従って、
使用環境の厳しい機器に用いるために、磁歪材料の温度
特性の向上が求められている。また、冷凍設備等に使用
される場合、例えば−40℃以下において大きな磁歪量
が必要とされる。
When an apparatus using such a magnetostrictive material is used outdoors, it is necessary to assume a considerably wide operating temperature range. For example, devices using magnetostriction are applied to various valves for automobiles and the like. In this case, it is necessary to guarantee a substantially linear operation from a high temperature of about 150 ° C. to a low temperature of about 50 ° C. below zero. However, (Tb, Dy) Fe
No. 2 has poor temperature characteristics, and the optimum composition ratio of Tb and Dy at room temperature causes a change in magnetic anisotropy particularly at a low temperature of 0 ° C. or lower, so that the magnetostriction is greatly reduced. Therefore,
In order to use the device in a harsh environment, it is required to improve the temperature characteristics of the magnetostrictive material. Further, when used in a refrigeration facility or the like, a large amount of magnetostriction is required, for example, at −40 ° C. or lower.

【0008】ところで、RFe2 ラーベス型金属間化合
物のうちでλs の理論値が極めて大きいものは、CeF
2 およびPrFe2 であり(センサ技術1990年2
月号第36ページ)、従来実用化されている超磁歪材料
を凌ぐ性能が期待されている。また、PrやCeは、T
bに比べ資源が豊富で安価である。
[0008] Among the RFe 2 Laves-type intermetallic compounds, those having an extremely large theoretical value of λs are CeF
e 2 and PrFe 2 (sensor technology 1990 2
Monthly, p. 36), is expected to outperform conventional giant magnetostrictive materials. Pr and Ce are expressed as T
Resources are abundant and cheaper than b.

【0009】しかし、PrFe2 の合成には32000
〜35000気圧程度の超高圧および1000℃程度の
高温熱処理が必要である。CeFe2 は低温での磁歪量
の大きい材料として有望であるが、合成に長時間を要
し、また、キュリー温度が室温以下なので、用途が限定
されてしまう。
However, 32000 is required for the synthesis of PrFe 2.
An ultra-high pressure of about 35,000 atm and a high temperature heat treatment of about 1000 ° C are required. CeFe 2 is promising as a material having a large amount of magnetostriction at a low temperature, but its use is limited because it requires a long time for its synthesis and its Curie temperature is lower than room temperature.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような事
情からなされたものであり、低温において従来の超磁歪
材料よりもさらに大きな磁歪を示し、しかも製造の容易
な磁歪材料を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a magnetostrictive material which exhibits a larger magnetostriction at low temperatures than conventional giant magnetostrictive materials and is easy to manufacture. Aim.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
(1)〜(3)の本発明により達成される。 (1) 下記式で表わされる原子比組成を有することを
特徴とする磁歪材料。 式 (RMx Ce1-x )Ty (ただし上記式において、RMはPrまたはNdであ
り、TはFe、CoおよびNiの1種以上であり、 0.1≦x≦0.9、 1.0≦y≦2.0 である。) (2) 上記(1)の磁歪材料を製造する方法であっ
て、冷却用基体に溶湯状原料合金を接触させて急冷し、
得られた急冷合金に熱間加工を施す工程を有することを
特徴とする磁歪材料の製造方法。 (3) 前記急冷合金を粉砕した後に熱間加工を施す上
記(2)の磁歪材料の製造方法。
This and other objects are achieved by the present invention which is defined below as (1) to (3). (1) A magnetostrictive material having an atomic ratio composition represented by the following formula. Formula (RM x Ce 1-x ) T y (where RM is Pr or Nd, T is at least one of Fe, Co and Ni, and 0.1 ≦ x ≦ 0.9, 1 0.0 ≦ y ≦ 2.0) (2) The method for producing a magnetostrictive material according to the above (1), wherein the molten base material alloy is brought into contact with a cooling base and quenched.
A method for producing a magnetostrictive material, comprising a step of subjecting the obtained quenched alloy to hot working. (3) The method for producing a magnetostrictive material according to (2) above, wherein the quenched alloy is pulverized and then subjected to hot working.

【0012】[0012]

【作用】上記式で表わされる組成を有する本発明の磁歪
材料は、(Tb,Dy)Fe2等の従来の超磁歪材料を
凌ぐ磁歪を示す。特に、−10℃以下の低温域において
も300ppm 以上の大きな磁歪量(Δl/l)を実現す
ることが可能である。
Magnetostrictive material of the present invention having the composition represented by [action] The above formula shows the magnetostriction surpass (Tb, Dy) conventional super magnetostrictive material 2, such as Fe. In particular, a large magnetostriction (Δl / l) of 300 ppm or more can be realized even in a low temperature range of −10 ° C. or less.

【0013】そして、本発明の磁歪材料は製造の際に超
高圧および高温熱処理が不要であり、製造が容易であ
る。
[0013] The magnetostrictive material of the present invention does not require ultra-high pressure and high-temperature heat treatment at the time of production, and is easy to produce.

【0014】[0014]

【具体的構成】以下、本発明の具体的構成について詳細
に説明する。
[Specific Configuration] Hereinafter, a specific configuration of the present invention will be described in detail.

【0015】本発明の磁歪材料は、下記式で表わされる
原子比組成を有する。 式 (RMx Ce1-x )Ty 上記式において、RMはPrまたはNdであり、TはF
e、CoおよびNiの1種以上であり、 0.1≦x≦0.9、好ましくは0.3≦x≦0.7、 1.0≦y≦2.0、好ましくは1.5≦y≦2.0 である。
The magnetostrictive material of the present invention has an atomic ratio composition represented by the following formula. In the formula (RM x Ce 1-x) T y above formula, RM is Pr or Nd, T is F
e, at least one of Co and Ni, 0.1 ≦ x ≦ 0.9, preferably 0.3 ≦ x ≦ 0.7, 1.0 ≦ y ≦ 2.0, preferably 1.5 ≦ y ≦ 2.0.

【0016】xが小さすぎるとキュリー温度が非常に低
くなって常温で磁性をもたなくなり、また、非常に酸化
し易くなって発火が生じることがあり、取り扱いが困難
となる。さらに、x=0のときは合成に長時間を要する
ようになる。xが大きすぎると、後述する熱間加工時の
圧力を極めて高くしなければ(RM,Ce)Fe2 以外
の異相の割合が高くなってしまい、磁歪量が減少する。
これはx=1のときに最も顕著である。そして、0.3
≦x≦0.7であれば、熱間加工時の圧力を低くした場
合でも常温および低温において大きな磁歪量が得られ、
特に、RMとしてPrを用い、0.4≦x≦0.6とし
た場合、低温において極めて大きな磁歪量が実現する。
If x is too small, the Curie temperature is so low that it has no magnetism at room temperature, and it is very easily oxidized, which may cause ignition, making handling difficult. Further, when x = 0, it takes a long time for the composition. If x is too large, the ratio of a different phase other than (RM, Ce) Fe 2 will increase unless the pressure during hot working described later is made extremely high, and the magnetostriction will decrease.
This is most noticeable when x = 1. And 0.3
If ≦ x ≦ 0.7, a large amount of magnetostriction can be obtained at room temperature and low temperature even when the pressure during hot working is reduced,
In particular, when Pr is used as RM and 0.4 ≦ x ≦ 0.6, an extremely large amount of magnetostriction is realized at a low temperature.

【0017】y<1.0であると希土類元素リッチ相が
増加し、磁歪量が減少する。y>2.0であるとFeリ
ッチ相が析出し、磁歪量が減少する。
When y <1.0, the rare earth element rich phase increases, and the magnetostriction decreases. If y> 2.0, an Fe-rich phase precipitates and the magnetostriction decreases.

【0018】前記式において、yが前記範囲未満となる
と希土類元素リッチ相が多くなり、前記範囲を超えると
(RM,Ce)Fe7 相等の異相が生じ、いずれも磁歪
量が減少する。
In the above formula, when y is less than the above range, the rare earth element rich phase increases, and when it exceeds the above range, a hetero phase such as (RM, Ce) Fe 7 phase occurs, and in each case, the magnetostriction decreases.

【0019】Tとしては、キュリー点が常温以上である
ことから、Fe単独、Feの一部をCoで置換したもの
を用いることが好ましい。また、Mn、Cr、Moなど
の置換によって希土類元素とこれらの合金を作ることで
強度が向上することも考えられるので、これらの元素が
含有されていてもよい。
Since T has a Curie point of room temperature or higher, it is preferable to use Fe alone or one obtained by substituting a part of Fe with Co. Further, it is conceivable that the strength may be improved by forming a rare earth element and an alloy thereof by substituting Mn, Cr, Mo, or the like, and therefore, these elements may be contained.

【0020】本発明の磁歪材料の製造方法に特に制限は
ないが、高速急冷後、熱間加工する方法を用いることが
好ましい。
Although there is no particular limitation on the method for producing the magnetostrictive material of the present invention, it is preferable to use a method of hot working after rapid quenching.

【0021】この方法では、まず、冷却ロール等の冷却
用基体に溶湯状原料合金を接触させて急冷し、薄帯状や
フレーク(薄片)状、粒状などの急冷合金を作製する。
急冷条件は特に限定されず、合金組成などに応じて適宜
決定すればよい。急冷合金の組織構造は冷却速度によっ
て異なるが、通常、アモルファス状態か、あるいは希土
類元素単体、(RM,Ce)Fe7 相等の微細結晶が混
在する状態である。
In this method, first, a molten metal alloy is brought into contact with a cooling substrate such as a cooling roll and quenched to produce a rapidly quenched alloy such as a ribbon, a flake (flake), or a grain.
The quenching condition is not particularly limited, and may be appropriately determined according to the alloy composition and the like. Although the microstructure of the quenched alloy varies depending on the cooling rate, it is usually in an amorphous state or a state in which fine crystals such as a rare earth element simple substance and a (RM, Ce) Fe 7 phase are mixed.

【0022】次いで、必要に応じて粉砕した後、熱間加
工を施す。熱間加工の条件は特に限定されないが、印加
する圧力は100kgf/cm2 以上、特に1000kgf/cm2
以上とすることが好ましい。なお、本発明では、熱間加
工時の印加圧力を20000kgf/cm2 以下、特に100
00kgf/cm2 以下とした場合でも、大きな磁歪量が得ら
れる。また、保持温度は好ましくは400〜700℃、
より好ましくは500〜600℃である。なお、この場
合、被加工物の温度は好ましくは500〜850℃、よ
り好ましくは600〜750℃程度となる。
Next, after pulverizing if necessary, hot working is performed. The conditions for hot working are not particularly limited, but the applied pressure is 100 kgf / cm 2 or more, particularly 1000 kgf / cm 2
It is preferable to make the above. In the present invention, the applied pressure during hot working is 20,000 kgf / cm 2 or less,
A large magnetostriction amount can be obtained even when the amount is not more than 00 kgf / cm 2 . Further, the holding temperature is preferably 400 to 700 ° C,
More preferably, it is 500 to 600 ° C. In this case, the temperature of the workpiece is preferably about 500 to 850C, more preferably about 600 to 750C.

【0023】熱間加工後、常温まで冷却する。After hot working, it is cooled to room temperature.

【0024】熱間加工には通常のホットプレスを利用し
てもよいが、短時間で緻密化が可能であり高速昇温が可
能であるプラズマ活性化焼結(PAS)を利用すれば、
酸化が防止でき、また、コスト的にも有利である。プラ
ズマ活性化焼結では、急冷合金粒子をプラズマ中におい
て活性化した後、焼結する。この場合、プラズマ発生方
式、用いるプラズマ活性化焼結装置等に特に制限はない
が、好適例として、図1に示されるプラズマ活性化焼結
装置1を用いて説明する。
For the hot working, an ordinary hot press may be used. However, if plasma activated sintering (PAS), which can be densified in a short time and can be heated at a high speed, can be used,
Oxidation can be prevented, and the cost is also advantageous. In plasma-activated sintering, quenched alloy particles are activated in plasma and then sintered. In this case, the plasma generation method, the plasma activated sintering apparatus to be used, and the like are not particularly limited, but a preferred example will be described using the plasma activated sintering apparatus 1 shown in FIG.

【0025】まず、装置1の型枠4内のパンチ3、3間
に、急冷合金粒子5を入れる。次いでパンチ3、3にて
プレスし、真空中にて電極2、2間に電流を流してプラ
ズマを発生させた後、通電電流を流して焼結する。な
お、プラズマ発生電流には、通常、パルス幅20×10
-3〜900×10-3秒程度のパルス電流を使用する。
First, quenched alloy particles 5 are put between the punches 3 in the mold 4 of the apparatus 1. Next, pressing is performed with the punches 3 and 3 and a current is caused to flow between the electrodes 2 and 2 in a vacuum to generate plasma. The plasma generation current usually has a pulse width of 20 × 10
A pulse current of about −3 to 900 × 10 −3 seconds is used.

【0026】より詳細なメカニズムは下記のとおりであ
る。
The more detailed mechanism is as follows.

【0027】電極2、2間に印加したパルス電圧が所定
の値に達すると電極と急冷合金粒子との接触面および急
冷合金粒子相互の接触面は絶縁破壊を起こし放電が発生
する。このとき急冷合金粒子の表面は、陰極から飛び出
した電子と、陽極で発生したイオン衝撃とによって十分
に浄化される。また、スパークによる放電衝撃圧力が粒
子に加わる。そして、この放電衝撃圧力は粒子に歪を与
え、原子の拡散速度を向上させる。
When the pulse voltage applied between the electrodes 2 and 2 reaches a predetermined value, the contact surface between the electrode and the quenched alloy particles and the contact surface between the quenched alloy particles cause dielectric breakdown and discharge occurs. At this time, the surface of the quenched alloy particles is sufficiently purified by the electrons that have jumped out of the cathode and the ion bombardment generated at the anode. Also, the discharge impact pressure due to the spark is applied to the particles. Then, the discharge impact pressure gives a strain to the particles and improves the diffusion speed of atoms.

【0028】後続する通電電流によるジュール熱は、接
触点を中心に広がり、急冷合金粒子を塑性変形しやすく
する。特に、接触部の原子は活性化され移動しやすい状
態にあるため、急冷合金粒子に圧力を加えただけで粒子
間隙は接近し、原子は拡散を始める。また、電界が存在
するため、金属イオンは電気的にも容易に移動する。
The Joule heat generated by the subsequent energizing current spreads around the contact point, and makes the rapidly cooled alloy particles plastically deformable. In particular, since the atoms at the contact portion are activated and easily moved, the gap between the particles is reduced by simply applying pressure to the quenched alloy particles, and the atoms start to diffuse. In addition, since an electric field is present, metal ions easily move electrically.

【0029】これらの結果、焼結時間が短縮化し、粒子
の酸化を防止できる。
As a result, the sintering time can be shortened, and oxidation of the particles can be prevented.

【0030】このようなプラズマ活性化焼結における諸
条件は、通常、以下のようにすることが好ましい。 プレス圧力:1000kgf/cm2 程度以上 プラズマ発生時間:1〜3分程度 プラズマ雰囲気:10-3〜10-5Torr 焼結時の最高温度:500〜600℃程度(焼結体の温
度は600〜750℃程度) 最高温度での保持時間:0〜10分程度 通電電流:1500〜3000A程度
The conditions for such plasma-activated sintering are generally preferably as follows. Press pressure: about 1000 kgf / cm 2 or more Plasma generation time: about 1 to 3 minutes Plasma atmosphere: 10 −3 to 10 −5 Torr Maximum temperature during sintering: about 500 to 600 ° C. (The temperature of the sintered body is 600 to (Approx. 750 ° C) Holding time at maximum temperature: 0 to 10 minutes Conducting current: 1500 to 3000A

【0031】なお、以上の説明は一例であり、このほ
か、雰囲気としてはAr等の不活性ガス、酸素分圧をコ
ントロールしたN2 ガス等でもよく、その他の諸条件も
使用する装置、プラズマ発生方式等により適宜選択され
る。
The above description is merely an example. In addition, the atmosphere may be an inert gas such as Ar, an N 2 gas having a controlled oxygen partial pressure, or the like. It is appropriately selected depending on the method and the like.

【0032】上記したような熱間加工により、通常、
(RM,Ce)Fe2 相の結晶粒と希土類元素リッチな
結晶粒界とから構成される多結晶磁歪材料が得られる
が、本発明の磁歪材料は単結晶であってもよい。
By the above-mentioned hot working, usually,
Although a polycrystalline magnetostrictive material composed of (RM, Ce) Fe 2 phase crystal grains and rare earth element-rich crystal grain boundaries is obtained, the magnetostrictive material of the present invention may be a single crystal.

【0033】なお、この他の一般的な合金製造法、例え
ば、アークメルト法、ブリッジマン法、一方向性凝固
法、ゾーンメルト法、高周波溶解法、粉末冶金法、遠心
鋳造法等から適当な方法を選択して本発明の磁歪材料を
製造してもよい。これらの製造方法は、例えば米国特許
第4,308,474号明細書、同第3,949,35
1号明細書、同第4,378,258号明細書、同第
4,375,372号明細書、同第4,158,368
号明細書、同第4,152,178号明細書、同第4,
609,402号明細書、同第4,374,665号明
細書、特公昭61−33892号公報、特開昭58−3
294号公報等に記載されている。これらの方法により
製造された磁歪材料には、必要に応じてアニール処理が
施されることが好ましい。
It is to be noted that other general alloy production methods such as arc melt method, Bridgman method, directional solidification method, zone melt method, high frequency melting method, powder metallurgy method, centrifugal casting method, etc. The method may be selected to produce the magnetostrictive material of the present invention. These production methods are described, for example, in US Pat. Nos. 4,308,474 and 3,949,35.
No. 1, No. 4,378,258, No. 4,375,372, No. 4,158,368
No. 4,152,178, No. 4,
609,402, 4,374,665, JP-B-61-33892, and JP-A-58-3.
294, etc. The magnetostrictive material manufactured by these methods is preferably subjected to an annealing treatment as needed.

【0034】なお、本発明の磁歪材料は、必要に応じ異
方性化されてもよい。
The magnetostrictive material of the present invention may be anisotropic if necessary.

【0035】[0035]

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail by showing specific examples of the present invention.

【0036】溶湯状の原料合金を片ロール法により高速
急冷して、フレーク状の急冷合金を得た。次いで、図1
に示される構成のプラズマ活性化焼結装置を用いて急冷
合金を焼結し、下記表1に示される磁歪材料サンプルを
作製した。プラズマ発生方式および焼結条件は下記のと
おりとした。 プラズマ発生方式:パルス幅30×10-3秒のパルス電
流 プレス圧力:2000kgf/cm2 プラズマ発生時間:1分 プラズマ雰囲気:5×10-5Torr 焼結時の最高温度:金型温度550℃(焼結体温度は6
70℃) 最高温度での保持時間:1分 電流:2300A 焼結雰囲気:5×10-5Torr
The molten alloy material was rapidly quenched by a single roll method to obtain a flaky quenched alloy. Then, FIG.
The quenched alloy was sintered using a plasma-activated sintering apparatus having the structure shown in Table 1 to produce a magnetostrictive material sample shown in Table 1 below. The plasma generation method and sintering conditions were as follows. Plasma generation method: pulse current with pulse width of 30 × 10 −3 seconds Press pressure: 2000 kgf / cm 2 Plasma generation time: 1 minute Plasma atmosphere: 5 × 10 −5 Torr Maximum temperature during sintering: mold temperature 550 ° C. ( Sintered body temperature is 6
70 ° C.) Holding time at the highest temperature: 1 minute Current: 2300 A Sintering atmosphere: 5 × 10 −5 Torr

【0037】各サンプルの原子比組成を表1に示す。こ
れらのサンプルについて、測定時の環境温度を変化させ
て磁歪量を測定した。なお、磁歪量の測定はストレーン
ゲージで行なった。測定時の印加磁界強度は1kOe とし
た。結果を表1に示す。
Table 1 shows the atomic ratio composition of each sample. For these samples, the amount of magnetostriction was measured by changing the environmental temperature at the time of measurement. The measurement of the magnetostriction was performed with a strain gauge. The applied magnetic field strength during the measurement was 1 kOe. Table 1 shows the results.

【0038】また、サンプルNo. 3のX線回折チャート
を図2(a)に、サンプルNo. 6のX線回折チャートを
図2(b)に示す。これらのチャートには、RFe2
ピークが観察される。
FIG. 2A shows an X-ray diffraction chart of Sample No. 3, and FIG. 2B shows an X-ray diffraction chart of Sample No. 6. RFe 2 peaks are observed in these charts.

【0039】なお、比較のために、上記と同様にして
(Tb,Dy)Fe2 系のサンプルNo. 1を作製した。
この比較サンプルについても上記と同様な測定を行なっ
た。結果を表1に示す。
For comparison, (Tb, Dy) Fe 2 sample No. 1 was prepared in the same manner as described above.
The same measurement as above was performed for this comparative sample. Table 1 shows the results.

【0040】[0040]

【表1】 [Table 1]

【0041】上記実施例の結果から、本発明の効果が明
らかである。すなわち、本発明のサンプルNo. 2〜4お
よび6では、−50℃まで磁歪量の減少がみられず、極
めて広い温度範囲において使用可能であることがわか
る。これに対し、比較サンプルNo. 1では、低温におけ
る磁歪量の減少が著しく、安定した磁歪量が得られてい
ない。なお、サンプルNo. 5は、X線回折の結果、RF
2 相が形成されていないことがわかった。
The effects of the present invention are apparent from the results of the above examples. That is, in the sample Nos. 2 to 4 and 6 of the present invention, the amount of magnetostriction was not reduced down to −50 ° C., indicating that the sample can be used in an extremely wide temperature range. On the other hand, in the comparative sample No. 1, the amount of magnetostriction at a low temperature was remarkably reduced, and a stable amount of magnetostriction was not obtained. In addition, sample No. 5 showed RF as a result of X-ray diffraction.
It was found that no e 2 phase was formed.

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明の磁歪材料は、RFe2 ラーベス
型金属間化合物において、RとしてPrとCeまたはN
dとCeとを組み合わせる。これにより、(Tb,D
y)Fe2 等の従来の超磁歪材料を凌ぐ磁歪量が低温に
おいて得られ、広い温度範囲で使用可能となる。しか
も、本発明の磁歪材料は製造の際に超高圧および高温熱
処理が不要であり、製造が容易である。
According to the magnetostrictive material of the present invention, in the RFe 2 Laves type intermetallic compound, Pr and Ce or N
d and Ce are combined. Thereby, (Tb, D
y) An amount of magnetostriction exceeding that of a conventional giant magnetostrictive material such as Fe 2 can be obtained at a low temperature and can be used in a wide temperature range. In addition, the magnetostrictive material of the present invention does not require ultra-high pressure and high-temperature heat treatment at the time of production, and is easy to produce.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の磁歪材料の製造に用いるプラズマ活性
化焼結装置の一例が示される断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a plasma activated sintering apparatus used for producing a magnetostrictive material of the present invention.

【図2】(a)および(b)は、本発明の磁歪材料のX
線回折チャートである。
FIGS. 2 (a) and (b) show X of the magnetostrictive material of the present invention.
It is a line diffraction chart.

【符号の説明】 1 プラズマ活性化焼結装置 2 電極 3 パンチ 4 型枠 5 急冷合金粒子[Description of Signs] 1 Plasma activated sintering device 2 Electrode 3 Punch 4 Formwork 5 Quenched alloy particles

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−246342(JP,A) 特開 平3−183738(JP,A) 特開 平1−290733(JP,A) 特開 平4−362159(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22C 38/00 303 C22C 19/00 H01L 41/20 Continuation of front page (56) References JP-A-1-246342 (JP, A) JP-A-3-183738 (JP, A) JP-A-1-290733 (JP, A) JP-A-4-362159 (JP) , A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C22C 38/00 303 C22C 19/00 H01L 41/20

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 下記式で表わされる原子比組成を有する
ことを特徴とする磁歪材料。 式 (RMx Ce1-x )Ty (ただし上記式において、RMはPrまたはNdであ
り、TはFe、CoおよびNiの1種以上であり、 0.1≦x≦0.9、 1.0≦y≦2.0 である。)
1. A magnetostrictive material having an atomic ratio composition represented by the following formula: Formula (RM x Ce 1-x ) T y (where RM is Pr or Nd, T is at least one of Fe, Co and Ni, and 0.1 ≦ x ≦ 0.9, 1 0.0 ≦ y ≦ 2.0.)
【請求項2】 請求項1の磁歪材料を製造する方法であ
って、冷却用基体に溶湯状原料合金を接触させて急冷
し、得られた急冷合金に熱間加工を施す工程を有するこ
とを特徴とする磁歪材料の製造方法。
2. The method for producing a magnetostrictive material according to claim 1, further comprising a step of bringing a molten metal alloy into contact with a cooling base to quench the alloy, and subjecting the obtained quenched alloy to hot working. A method for producing a magnetostrictive material.
【請求項3】 前記急冷合金を粉砕した後に熱間加工を
施す請求項2の磁歪材料の製造方法。
3. The method for producing a magnetostrictive material according to claim 2, wherein hot working is performed after the quenched alloy is pulverized.
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